DE3733470C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur unmittelbaren Darstellung zeitabhängiger seismischer Spuren auf einem Anzeigegerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Heute verwendete seismische Aufschlußverfahren erfordern die Aufzeichnung und Auswertung einer großen Zahl von Feld­ daten, die in der Regel von Geophonen oder Hydrophonen auf­ genommen sind. Ein typisches Aufzeichnungssystem verwendet 256 Spuren, die einzelnen Geophonen, Hydrophonen oder Gruppen von Empfängern zugeordnet sind.

In der Regel werden die aufgenommenen Signale im Zeitmulti­ plexverfahren auf einem Datenträger aufgezeichnet, wobei die Aufzeichnung auf dem Magnetband selbst in Form von neun pa­ rallelen Spuren erfolgt. Die Auswertung der aufgezeichneten Signale erfolgt in einem Rechenzentrum nach statischer und dynamischer Korrektor. Das schließlich auswertbare Ender­ gebnis wird in Form der genannten 256 parallel nebeneinander angeordneten Spuren als Seismogramm in Papierform dargestellt. Darstellungen der Seismogramme auf Bildschirmen sind ebenfalls möglich.

Obwohl das dargestellte Verfahren ein genaues und effektives Auswerten seismischer Signale ermöglicht, ist die zeitlich erst im Nachhinein vorgenommene Auswertung für den Feldbetrieb, insbesondere zur Überwachung der Aussagefähigkeit der einzelnen Messungen, eher hinderlich. Es besteht der Wunsch, während einer seismischen Messung oder unmittelbar im Anschluß festzustellen, ob die vorgenommenen Messungen in einem vorgegebenen Toleranz­ feld liegen oder ob die Signale einzelner Empfänger oder Em­ pfängergruppen außerhalb der zu erwartenden Signalbereiche liegen bzw. fehlerhafte Empfänger oder Empfängeraufstellungen vorliegen.

Aus der DE-OS 22 05 530 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Darstellung von seismischen Spuren auf einem Ausgabegerät, insbesondere Monitor, bekannt, bei dem das ursprüngliche analoge Signal der Empfänger digitalisiert und in ein Gleitkammformat mit Mantisse und Exponenten umgewandelt wird. Der dem Exponenten des Empfangssignals entsprechende Signalteil kann ausgekoppelt und vor der weiteren Verarbeitung zwischengespeichert werden. Nach Dynamikkompression des Exponentensignals wird das Gesamt­ signal in ein Analogsignal rückgewandelt und in einer x-y-Dar­ stellung zur Anzeige gebracht.

Diese Darstellung unterscheidet sich nicht von einer üblichen Amplitudendarstellung mit Auslenkung des Signals quer zur Zeit­ achse. Der für eine einzige Spur benötigte Platzbedarf be­ grenzt bei einer Darstellung, z. B. auf einem Bildschirm, die Zahl von nebeneinander liegenden Spuren erheblich.

Aus der DE AS 10 31 007 ist zwar ein Verfahren zur Registrie­ rung von seismischen Spuren bekannt, bei dem die seitliche Auslenkung der Spuren konstant ist und die Amplitudeninfor­ mation durch unterschiedliche Schwärzung der Spuren darge­ stellt wird. Da bei diesem Verfahren das genannte Amplituden­ signal zur Anzeige gebracht wird, ist der darstellbare Dynamik­ umfang allerdings sehr gering.

Ausgehend von der DE OS 22 05 530 liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur unmittelbaren Darstellung einer großen Zahl seismischer Spuren auf einem Anzeigegerät an­ zugeben, durch die eine unmittelbare Feststellung fehlerhafter seismischer Empfängereinrichtungen und/oder -Aufstellungen und auch eine grobe qualitative Aussage über ein gemessenes Profil möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter­ ansprüchen angegeben.

Der besondere Vorteil der Erfindung liegt in der Unmittelbarkeit der Aussage im Anschluß an eine seismische Messung. Es können sowohl fehlerhafte Empfänger, wie Hydrophone oder Geophone, oder eine Verpolung der Empfänger festgestellt sowie eine grobe Ab­ schätzung des festgestellten Profils einer Messung vorgenommen werden. Sollte aufgrund der Erkenntnisse aus der erfindungsge­ mäßen Darstellung eine Auswertung der aufgenommenen Aufzeich­ nungen nicht möglich erscheinen, kann z. B. sofort eine Neu­ messung vorgenommen werden, ohne daß erst das Ergebnis der Auswertung im Rechenzentrum abgewartet werden müßte. Fehler­ hafte Empfänger können unmittelbar ausgetauscht werden, und es ist sofort erkennbar, ob die Aufstellung der Empfänger korrekt erfolgt ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist einfach aufzubauen und er­ fordert keine wesentlichen Eingriffe in bestehende Aufzeichnungs­ einrichtungen. Die übliche Aufzeichnung wird durch die erfindungs­ gemäße Einrichtung nicht behindert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figur zeigt

eine schematische Ansicht einer Einrichtung zur unmittelbaren Darstellung zeitabhängiger seis­ mischer Spuren.

Für die technische Beurteilung der Spur einer seismischen Auf­ zeichnung sind Phasenlage, Stör- und Nutzsignalamplituden wichtig. Um diese verschiedenen Parameter darzustellen, erfordert es beim Stand der Technik der Auswertung der Aufzeichnungen in verschie­ dener Richtung. Wenn sich herausstellt, daß ein oder mehrere Em­ pfänger oder Empfängergruppen fehlerhafte Signale geliefert haben, ist evtl. eine neue Messung mit erheblichem Kostenaufwand erfor­ derlich oder es sind nur eingeschränkte Informationen über ein seismisches Profil erhältlich.

Mit der vorliegenden Einrichtung kann die Auswertung einer seis­ mischen Aufzeichnung bereits unmittelbar im Anschluß an die Mes­ sung durchgeführt werden. Aus dem Datensignal, das einer üblichen Aufzeichungseinrichtung zugeführt wird, werden zu diesem Zweck von den jeweiligen Samples der Einzelmessungen die Exponenten­ werte der Amplitudensignale als Anzeigesignal abgezweigt und einem Anzeigegerät zugeführt. Die Exponenten der Signalwerte repräsen­ tieren dabei in Stufen den Amplitudenwert des jeweiligen seis­ mischen Signals. Die Exponenten der Amplitudenwerte werden über den gesamten Zeitrahmen einer Aufzeichnung in einen Halbleiter- Zwischenspeicher eingelesen und können dann in ähnlicher Weise wie übliche seismische Spuren auf einem Anzeigegerät, insbesondere auf einem Bildschirm, dargestellt werden.

Auf dem Bildschirm wird jede Spur eines Empfängers oder einer Empfängergruppe als eine einzige Zeile dargestellt. Sämtliche 256 Spuren für eine Aufzeichnung können so untereinander in ver­ tikaler Richtung auf dem Bildschirm dargestellt werden. Die Zeit­ achse verläuft dabei in Horizontalrichtung. Die verschiedenen Amplitudenwerte der Aufzeichnung, die durch die ausgekoppelten Exponenten repräsentiert sind, werden durch verschiedenartige Dar­ stellungen der einzelnen Punkte auf dem Bildschirm angezeigt. Vor­ zugsweise wird ein Farbbildschirm verwendet, und es werden z. B. acht Farben für verschiedene Amplitudenbereiche gewählt. Wenn jedem Farbwert ein Amplitudenbereich von z. B. 12 dB zugeordnet ist, läßt sich durch Darstellung von acht verschiedenen Farben ein Dynamikbereich von 96 dB darstellen. Dies genügt in der Praxis den Anforderungen zur Feststellung des Zustandes verwendeter Em­ pfangseinrichtungen.

Die Darstellung auf dem Bildschirm ermöglicht verschiedene Aus­ sagen. Im Bereich der Spuren vor dem Ersteinsatz seismischer Im­ pulse kann durch Vergleich der Farbdarstellung nebeneinander­ liegender Spuren ein mit Störgeräusch behaftetes Hydrophon oder Geophon ohne weiteres festgestellt werden. Die Amplitudenwerte der seismischen Signale können ferner durch Vergleich nebenein­ anderliegender Spuren während des gesamten erfaßten Zeitrahmens verglichen werden. Sofern die Signale aus einer Spur sich deut­ lich von denen benachbarter Spuren abheben, läßt sich folgern, daß die diesbezügliche Meßanordnung entweder fehlerhaft ist oder unkorrekt aufgestellt wurde. Ferner ist ein Signal in falscher Phasenlage ohne weiteres erkennbar, wenn neben den Amplituden­ werten noch das Vorzeichen des Signals ausgekoppelt wird. Da­ raus kann z. B. auf eine Verpolung eines Hydrophons oder Geo­ phons geschlossen werden.

Die Bildschirmdarstellung erlaubt ferner eine grobe Übersicht über das zu erfassende Profil. Dies ermöglicht eine unmittel­ bare Änderung und Anpassung einer Empfängeraufstellung an die festgestellte Profilstruktur.

Zur Ermittlung der gewünschten Information werden aus dem be­ kannten SEG-D-Format, in dem die seismischen Signale üblicher­ weise auf einem Magnetband-Laufwerk übertragen werden, die Ex­ ponenten-Bits ausgekoppelt. Das SEG-D-Format zeichnet sich da­ durch aus, daß neun Spuren nebeneinanderliegend auf dem Magnet­ band-Laufwerk aufgezeichnet werden, wobei die Daten selbst in folgender Weise aufgezeichnet werden:

Jeweils vier Sample werden zu einer Einheit zusammengefaßt, wobei die Einzelbits der Sample nebeneinander über die verschiedenen Spuren des Bandes verteilt parallel aufgezeichnet werden. Die Gruppe der vier Sample ist in der Weise aufgeteilt, daß zunächst die Exponenten der Samplegruppe übertragen werden und danach die Werteinformationen und die Vorzeichen.

Das verwendete Datenformat gestattet es, die Exponenten relativ einfach aus dem aufgezeichneten Datenstrom auszulesen. Dieses Aus­ lesen erfolgt gem. Figur in einer dazu geeigneten Interface- Schaltung 1, die sich zwischen einem ersten Kodierer 3 und einer Aufzeichnungseinheit 2 befindet. Die Daten werden im übrigen un­ beeinflußt zur Bandaufzeichnungs-Einheit 2 übertragen. Die durch das Interface 1 ausgelesenen Vorzeichen und Exponenten-Bits der Sample werden einem Zwischenspeicher 5 (dual ported RAM) zuge­ führt, in dem die Daten sämtlicher Signale einer vorgenommenen Messung zwischengespeichert werden. Aus dem Zwischenspeicher 5 können die Daten einer Aufzeichnung dazu entweder komplett oder zur besseren Übersichtlichkeit teilweise auf dem Bildschirm 6 eines angeschlossenen Personalcomputers dargestellt werden, wo­ bei sie durch einen zweiten Kodierer 4 in verschiedene Dar­ stellungselemente (z. B. Farben) umgewandelt werden. Die Daten werden dann unmittelbar in den Videospeicher des Bildschirmge­ rätes übertragen.

Zur besseren Übersichtlichkeit können auch Ausschnittsver­ größerungen oder andere Detaildarstellungen erfolgen. Anstelle einer Farbdarstellung können auch verschiedene Grauwerte dar­ gestellt werden. Ferner ist es möglich, die Darstellung anstelle auf einer Bildschirmröhre z. B. über einen Matrixdrucker oder Plotter auszudrucken.

Claims (7)

1. Einrichtung zur unmittelbaren Darstellung zeitabhängiger seismischer Spuren in Form von senkrecht zur Zeitachse nebeneinander liegenden Zeilen auf einem Anzeigegerät, insbe­ sondere einer Kathodenstrahlröhre, mit einem ersten Ko­ dierer, der die von einer Vielzahl seismischer Empfänger gleichzeitig aufgenommenen, zeitabhängigen Empfangssignale in ein normiertes digitales Datenübertragungsformat umwandelt, wobei dieses Datenübertragungsformat jeweils erste Signalanteile, die dem Exponenten des jeweiligen Empfangssignals und zweite Signalteile, die der Mantisse des jeweiligen Empfangssignals entsprechen, aufweist, und der dem Exponenten dieses Empfangssignals entsprechende Signalteil in einer Auskoppel- und Zwischenspeicher- Einheit auskoppelbar und zwischenspeicherbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausgangssignale der Auskoppel- und Zwischen­ speicher-Einheit (1, 5) einem zweiten Kodierer (4) zugeführt sind, der das Anzeigegerät derart speist, daß jede der Zeilen aus kodierten Darstellungselementen, deren Ausdehnung senkrecht zur Zeitachse konstant ist, besteht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskoppel- und Zwischenspeicher-Einheit (1, 5) aus einem Interface (1) und einem Zwischenspeicher (5) besteht.

3.Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an das Interface (1) auch eine Aufzeichnungseinheit (2) ange­ schlossen ist.

4. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät eine Farb-Kathoden­ strahlröhre ist, und daß die Kodierung der Darstellungsele­ mente durch verschiedene Farben gegeben ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellungselemente Farbpixel eines Farbbildschirms sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Zwischen-Speicher (5) zwischengespeicherten Signale un­ mittelbar in den Videospeicher der Kathodenstrahlröhre über­ führbar sind.

7. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Auskoppel- und Zwischenspeicher-Einheit (1, 5) auch die Vorzeichen der je­ weiligen Empfangssignale beinhalten.